EP0443064A1 - Einrichtung zum Einblenden eines ersten Bildes in ein zweites Bild auf einem Bildschirm - Google Patents

Einrichtung zum Einblenden eines ersten Bildes in ein zweites Bild auf einem Bildschirm Download PDF

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EP0443064A1
EP0443064A1 EP90103395A EP90103395A EP0443064A1 EP 0443064 A1 EP0443064 A1 EP 0443064A1 EP 90103395 A EP90103395 A EP 90103395A EP 90103395 A EP90103395 A EP 90103395A EP 0443064 A1 EP0443064 A1 EP 0443064A1
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image signals
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    • H04N5/445—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards for displaying additional information
    • H04N5/45—Picture in picture, e.g. displaying simultaneously another television channel in a region of the screen
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division

Definitions

  • the invention relates to a device for superimposing a first image into a second image on a screen according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known for example from Issue 1, 1990.
  • this arrangement has a picture-in-picture processor (SDA 9088) from Siemens, which enables a reduced picture to be superimposed on a larger main picture. Both image sources can be chosen completely independently with regard to the television standard and synchronization.
  • the picture-in-picture processor takes over the image reduction, the intermediate storage of this reduced image in an integrated image memory and the output of the image data of this reduced image via a digital-to-analog conversion stage, so that the image signal for the reduced image at the output of the image in the image processor in analog form.
  • the second image processing stage which provides image signals for the second image from a second video signal source, can in principle have an analog or digital structure.
  • the structure and mode of operation of such a second image signal processing stage in digital form is described, for example, in Siemens Components Issue 6, 1988 on pages 240 to 245.
  • analog image signals can be tapped at the output of this second image processing stage.
  • a switching device at the output of the first and second image processing stages ensures timely switching between the image signals for the reduced first image and the second main image, so that a small image shown in a large image becomes visible on the television screen.
  • a further possibility for adjusting the contrast would be to provide an amplitude control for both the first and the second image signal in the switching device.
  • this would inevitably lead to a switching device which is complex in terms of its circuitry structure and which is therefore expensive.
  • the invention is therefore based on the object of developing the device described in the introduction in such a way that contrast adjustment of the second image is made possible in a simpler manner than in the previous possibilities.
  • the simple solution according to the invention makes it possible to either automatically adjust the contrast of the superimposed image to the large image, or else to adjust the viewer to e.g. B. via his remote control to give the opportunity to adjust the contrast individually.
  • the digital control of the reference signals of the digital-to-analog conversion stage provides maximum flexibility for contrast adjustment.
  • image sources of the most varied types can be used for the first and second images, for example television programs, video cameras or video recorders. But it is also possible to use subtitles e.g. B. for hearing impaired in a main picture, as is currently possible in connection with the teletext or teletext signals broadcast by the television stations.
  • the contrast of the first image can be adapted to the contrast of the second image or can be adjusted individually.
  • This is particularly advantageous in the case of picture-in-picture display, but is also useful for successive picture sequences.
  • the television viewer can switch to a teletext panel in which the contrast can be individually adjusted, regardless of how the contrast of the television program is selected.
  • the contrast for the television program is automatically set again on the television.
  • the device In order to be able to receive such teletext signals naturally, the device must be suitable for receiving information in the form of coded characters which can be converted into image signals via a character generator.
  • Integrated circuits for receiving such teletext signals are known, for example, from Siemens as SDA 5243.
  • first image processing stage 1 shows the basic circuit diagram for picture-in-picture fade-in with a first image processing stage 1 and a second image processing stage 2.
  • the first image processing stage 1 has input terminals 3, 4 for applying first video signals Video 1 and associated sync signals Sync 1.
  • the second image processing stage 2 is provided with input terminals 5, 6 for second video signals video 2 and second synchronization signals sync 2.
  • First analog image signals R1, G1, B1 can be tapped at output terminals of first image processing stage 1 and second analog image signals R2, G2, B2 at output terminals of second image processing stage 2.
  • the first and second image signals R1, G1, B1; R2, G2, B2 arrive at a switching device 7, which switches between the first image signals R1, G1, B1 and second image signals R2, G2, B2 at the correct time.
  • a control device 8 is connected via multi-core connecting lines a, b, c to the first image processing stage 1, second image processing stage 2 and switching device 7 and provides suitable control signals for the correct control of the individual components.
  • the first image processing stage 1 has a picture-in-picture processor, e.g. B. the integrated circuit SDA 9088 from Siemens, which has a signal processing stage 9, the image reduction, the intermediate storage of the digital image data in an integrated image memory and the output of the digital image data of the reduced image to digital-to-analog conversion stage 10.
  • the digital-analog conversion stage 10 can be supplied with a variable reference signal from a reference signal stage 11, this reference signal being adjustable by the control device 8 in accordance with digital control signals b.
  • the digital-to-analog conversion stage 10 is preferably a D / A converter with switchable current sources, as is described as such from Tietze-Schenk, Semiconductor Circuit Technology, 5th edition, 1980, under item 24.2.2.
  • a reference voltage V ref which is supplied to the digital-to-analog conversion stage 10, serves as the reference signal.
  • This reference voltage V ref is tapped at the connection point P of a voltage divider, which is connected between a supply voltage source V+ and reference voltage V ⁇ , here ground.
  • the voltage divider consists of a MOS transistor 14 connected to the supply voltage source V+, the control terminal of which is connected to a voltage V S , with resistors R3 and R8 connected in series.
  • the connection point P is also connected to an output terminal 12 of the first image processing stage 1.
  • a resistor R ref connected to reference potential V ⁇ is to be connected externally to this output terminal 12, whereby the reference voltage V ref is initially roughly defined.
  • connection point P Connected to the connection point P are at least two further resistors 15, here a total of four resistors, which are connected to their respective other connections via a respective semiconductor switch 13 at reference potential V ⁇ , the control connections of the semiconductor switches being connected to terminals to the control signals b1, b2, b3, b4 of the control device 8 can be applied.
  • These resistors can be switched on and off via the control device 8 shown in FIG. This changes the reference current of the current mirror shown in FIG. 2, which generates the reference voltage V ref of the digital-to-analog conversion stage.
  • R n R ⁇ 2 (n-1) chosen.
  • the resistors 15 have the values R, 2R, 4R and 8R.
  • the control signals b1, b2, b3 and b4 for example, a contrast variation of ⁇ 20% is thus achieved in 16 steps.
  • the contrast of the image to be faded in can be adjusted in a particularly simple manner via a keyboard on the television set or the associated remote control, as provided with the reference number 20 in FIG.
  • the contrast setting of the image to be faded in can be adjusted automatically depending on the main image. For this purpose, only the amplitude of the second image signals R2, G2, B2 in FIG. 1 has to be detected and the amplitude of the first image signals R1, G1 and B1 have to be adjusted accordingly.

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Abstract

Die Einrichtung weist eine erste Bildverarbeitungsstufe zum Erzeugen von ersten Bildsignalen und eine zweite Bildverarbeitungsstufe zum Erzeugen von zweiten Bildsignalen sowie eine Umschalteinrichtung zum Umschalten zwischen diesen ersten und zweiten Bildsignalen auf. Um den Kontrast der ersten Bildsignale individuell einstellen zu können, ist an eine ausgangsseitig an die erste Bildverarbeitungsstufe (1) geschaltete D/A-Stufe mindestens ein variables Referenzsignal zuführbar, das von einer Steuereinrichtung nach Maßgabe digitaler Steuersignale einstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einblenden eines ersten Bildes in ein zweites Bild auf einem Bildschirm nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus Heft 1, 1990 bekannt. Als wesentlichen Bestandteil weist diese Anordnung einen Bild-im-Bild-Prozessor (SDA 9088) von Siemens auf, der die Einblendung eines verkleinerten Bildes in ein größeres Hauptbild ermöglicht. Beide Bildquellen können dabei völlig unabhängig bezüglich der Fernsehnorm und Synchronisation gewählt sein. Der Bild-im-Bild-Prozessor übernimmt die Bildverkleinerung, die Zwischenspeicherung dieses verkleinerten Bildes in einem integrierten Bildspeicher sowie die Ausgabe der Bilddaten dieses verkleinerten Bildes über eine Digital-Analog-Umsetzstufe, so daß das Bildsignal für das verkleinerte Bild am Ausgang des Bild-im-Bild-Prozessors in analoger Form vorliegt.
  • Die zweite Bildverarbeitungsstufe, die aus einer zweiten Videosignalquelle Bildsignale für das zweite Bild bereitstellt, kann grundsätzlich analog oder digital aufgebaut sein. Der Aufbau und die Wirkungsweise einer solchen zweiten Bildsignalverarbeitungsstufe in digitaler Form ist beispielsweise in Siemens Components Heft 6, 1988 auf den Seiten 240 bis 245 beschrieben. Am Ausgang dieser zweiten Bildverarbeitungsstufe sind bei diesem bekannten System analoge Bildsignale abgreifbar. Eine Um schalteinrichtung am Ausgang der ersten und zweiten Bildverarbeitungsstufe sorgt für ein zeitrichtiges Umschalten zwischen den Bildsignalen für das verkleinerte erste Bild und das zweite Hauptbild, so daß am Bildschirm des Fernsehgerätes ein in ein Großbild dargestelltes Kleinbild sichtbar wird.
  • Es hat sich gezeigt, daß diese Anordnung hinsichtlich Unterschiede in den Amplituden der ersten Bildsignale und zweiten Bildsignale problematisch ist. So können bei der Bild-im-Bild-Darstellung unerwünschte Kontrastunterschiede zwischen dem Kleinbild und dem Großbild auftreten, die für den Betrachter unangenehm und störend wirken. Außerdem war es für den Betrachter des Bildschirms bei der Bild-im-Bild-Einblendung nach dem bisher beschriebenen Konzept nicht möglich, den Kontrast des Kleinbildes nach seinen individuellen Wünschen, beispielsweise über seine Fernbedienung, einzustellen.
  • Eine Möglichkeit, den Kontrast eines Kleinbildes einstellbar zu machen, ist bereits in Funkschau, Heft 21, 1989, auf den Seiten 53 bis 55 beschrieben worden. Dort wird die Kontrasteinstellung im digitalen Farbdecoder und damit am Eingang der digitalen Signalverarbeitung der Bildsignale vorgenommen, was schaltungstechnisch nur aufwendig zu realisieren ist.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Kontrasteinstellung würde darin bestehen, in die Umschalteinrichtung eine Amplitudenregelung sowohl für das erste als auch für das zweite Bildsignal vorzusehen. Dies würde aber zwangsweise zu einer hinsichtlich seines schaltungstechnischen Aufbaus aufwendigen Umschalteinrichtung, die damit teuer ist, führen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Einrichtung so weiterzubilden, daß in einer im Vergleich zu den bisherigen Möglichkeiten einfacheren Weise eine Kontrasteinstellung des zweiten Bildes ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Durch die erfindungsgemäß einfache Lösung ist es möglich, den Kontrast des eingeblendeten Bildes entweder selbsttätig an das Großbild anzupassen oder aber den Betrachter z. B. über seine Fernbedienung die Möglichkeit zu geben, den Kontrast individuell einstellen zu können. Durch die digitale Steuerung der Referenzsignale der Digital-Analog-Umsetzstufe ist ein Höchstmaß an Flexibilität zur Kontrasteinstellung gegeben.
  • Bei der vorliegenden Erfindung können - wie eingangs bereits erwähnt - Bildquellen unterschiedlichster Art für das erste und zweite Bild verwendet werden, beispielsweise Fernsehprogramme, Videokameras oder Videorekorder. Es ist aber auch möglich, Untertitel z. B. für Gehörgeschädigte in ein Hauptbild einzublenden, wie es derzeit im Zusammenhang mit den von den Fernsehanstalten ausgestrahlten Videotext- bzw. Teletextsignalen möglich ist.
  • Es wird also mit der erfindungsgemäßen Einrichtung in einfacher Weise erreicht, daß der Kontrast des ersten Bildes den Kontrast des zweiten Bildes angepaßt oder aber individuell eingestellt werden kann. Besonders vorteilhaft ist dies bei der Bild-in-Bild-Darstellung, aber auch nützlich bei zeitlich aufeinanderfolgenden Bildsequenzen. So kann der Fernsehzuschauer beispielsweise nach der Betrachtung eines Fernsehprogramms auf eine Videotexttafel umschalten, bei der der Kontrast individuell einstellbar ist, unabhängig davon wie der Kontrast des Fernsehprogramms gewählt ist. Beim "Zurückspringen" zum Fernsehprogramm wird am Fernsehgerät automatisch wieder der Kontrast für das Fernsehprogramm eingestellt.
  • Um solche Videotextsignale natürlich empfangen zu können, muß die Einrichtung zum Empfang von Informationen in Form codierter Zeichen geeignet sein, die über einen Zeichengenerator zu Bildsignalen umformbar sind. Integrierte Schaltungen zum Empfang solcher Videotextsignale sind beispielsweise unter der Bezeichnung SDA 5243 von Siemens bekannt.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Bild-im-Bild-Einblendung im Zusammenhang mit zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • FIG 1
    ein Prinzipschaltbild zur Bild-im-Bild-Einblendung mit einer ersten Bildverarbeitungsstufe mit einer ausgangsseitig vorgesehenen Digital-Analog-Umsetzstufe und einer zweiten Bildverarbeitungsstufe sowie einer nachgeschalteten Umschalteinrichtung und
    FIG 2
    eine Schaltungsanordnung zum Einstellen des Referenzsignales, das der Digital-Analog-Umsetzstufe nach FIG 1 zugeführt wird.
  • In FIG 1 ist das Prinzipschaltbild zur Bild-im-Bild-Einblendung mit einer ersten Bildverarbeitungsstufe 1 und einer zweiten Bildverarbeitungsstufe 2 gezeigt. Die erste Bildverarbeitungsstufe 1 weist Eingangsklemmen 3, 4 zum Anlegen erster Videosignale Video 1 und dazugehörender Synchronsignale Sync 1 auf. Die zweite Bildverarbeitungsstufe 2 ist mit Eingangsklemmen 5, 6 für zweite Videosignale Video 2 sowie zweite Synchronsignale Sync 2 versehen. An Ausgangsklemmen der ersten Bildverarbeitungsstufe 1 sind erste analoge Bildsignale R1, G1, B1 und an Ausgangsklemmen der zweiten Bildverarbeitungsstufe 2, zweite analoge Bildsignale R2, G2, B2 abgreifbar.
  • Die ersten und zweiten Bildsignale R1, G1, B1; R2, G2, B2 gelangen an eine Umschalteinrichtung 7, die zeitrichtig zwischen den ersten Bildsignalen R1, G1, B1 und zweiten Bildsignalen R2, G2, B2 umschaltet. Eine Steuereinrichtung 8 ist über mehradrige Verbindungsleitungen a, b, c mit der ersten Bildverarbeitungsstufe 1, zweiten Bildverarbeitungsstufe 2 und Umschalteinrichtung 7 verbunden und sorgt über geeignete Steuersignale zur richtigen Ansteuerung der einzelnen Komponenten.
  • Die erste Bildverarbeitungsstufe 1 weist einen Bild-im-Bild-Prozessor, z. B. den integrierten Schaltkreis SDA 9088 von Siemens auf, der über eine Signalverarbeitungsstufe 9, die der Bildverkleinerung, der Zwischenspeicherung der digitalen Bilddaten in einem integrierten Bildspeicher sowie der Ausgabe der digitalen Bilddaten des verkleinerten Bildes an Digital-Analog-Umsetzstufe 10 dient. Dabei ist erfindungsgemäß der Digital-Analog-Umsetzstufe 10 ein variables Referenzsignal aus einer Referenzsignalstufe 11 zuführbar, wobei dieses Referenzsignal von der steuereinrichtung 8 nach Maßgabe digitaler Steuersignale b einstellbar ist. Die Digital-Analog-Umsetzstufe 10 ist vorzugsweise ein D/A-Wandler mit schaltbaren Stromquellen, wie dieser als solcher aus Tietze-Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, 5. Auflage, 1980, unter Punkt 24.2.2 beschrieben ist.
  • In FIG 2 ist die Referenzsignalstufe 11 detailliert dargestellt. Als Referenzsignal dient eine Referenzspannung Vref, die der Digital-Analog-Umsetzstufe 10 zugeführt wird. Diese Referenzspannung Vref, wird am Verbindungspunkt P eines Spannungsteilers abgegriffen, der zwischen eine Versorgungsspannungquelle V₊ und Bezugsspannung V₋, hier Masse, geschaltet ist. Der Spannungsteiler besteht aus einem an die Versorgungsspannungquelle V₊ geschalteten MOS-Transistor 14, dessen Steueranschluß an einer Spannung VS liegt, mit in Reihe geschalteten Widerständen R3 und R8. Der Verbindungspunkt P liegt zusätzlich an einer Ausgangsklemme 12 der ersten Bildverarbeitungsstufe 1. An dieser Ausgangsklemme 12 ist extern ein auf Bezugspotential V₋ geschalteter Widerstand Rref anzuschließen, wodurch die Referenzspannung Vref zunächst grob festgelegt wird. Mit dem Verbindungspunkt P sind mindestens zwei weitere Widerstände 15, hier insgesamt vier Widerstände, verbunden, die mit ihren jeweiligen anderen Anschlüssen über jeweils einen Halbleiterschalter 13 auf Bezugspotential V₋ liegen, wobei die Steueranschlüsse der Halbleiterschalter mit Klemmen verbunden sind, an die Steuersignale b1, b2, b3, b4 der Steuereinrichtung 8 anlegbar sind. Über die in FIG 1 dargestellte Steuereinrichtung 8 können diese Widerstände an- und abgeschaltet werden. Dadurch wird der Referenzstrom des in FIG 2 dargestellten Stromspiegels verändert, der die Referenzspannung Vref der Digital-Analog-Umsetzstufe erzeugt. Die Widerstandswerte Rn der Widerstände 15 werden entsprechend

    R n = R · 2 (n-1)
    Figure imgb0001

    gewählt. Bei dem in FIG 2 dargestellten Beispiel haben die Widerstände 15 die Werte R, 2R, 4R und 8R. Über die Steuersignale b1, b2, b3 und b4 wird damit beispielsweise eine Kontrastvariation von ± 20 % in 16 Stufen erreicht. Durch das Ändern der Referenzspannung der Digital-Analog-Umsetzstufe 10 ergibt sich eine gleichmäßige Änderung des Ausgangsstromes, ohne daß sich die Eigenschaften der Digital-Analog-Umsetzstufe 10 wesentlich verändern.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann in besonders einfacher Weise der Kontrast des einzublendenden Bildes über eine Tastatur am Fernsehgerät oder die dazugehörende Fernbedienung, wie diese in FIG 1 mit dem Bezugszeichen 20 versehen ist, eingestellt werden. Darüber hinaus kann die Kontrasteinstellung des einzublendenden Bildes in Abhängigkeit des Hauptbildes selbsttätig eingestellt werden. Dazu muß lediglich die Amplitude der zweiten Bildsignale R2, G2, B2 in FIG 1 erfaßt und die Amplitude der ersten Bildsignale R1, G1 und B1 dazu angeglichen werden.

Claims (8)

  1. Einrichtung zum Einblenden eines ersten Bildes in ein zweites Bild auf einem Bildschirm mit einer ersten digitalen Bildverarbeitungsstufe (1) zum Erzeugen von ersten analogen Bildsignalen (R1, G1, B1) für das erste Bild, welche Mittel zum Generieren des ersten Bildes und eine Bildspeichereinrichtung zur Zwischenspeicherung dieses ersten Bildes sowie eine ausgangsseitig vorgesehene Digital-Analog-Umsetzstufe (10) aufweist, mit einer zweiten Bildverarbeitungsstufe (2) zum Erzeugen von zweiten analogen Bildsignalen (R2, G2, B2) für das zweite Bild sowie mit einer Umschalteinrichtung (7), die zwischen den ersten und zweiten Bildsignalen (R1, G1, B1; R2, G2, B2) umschaltbar ist und an deren Ausgangsklemmen die ersten und/oder zweiten Bildsignale (R1, G1, B1; R2, G2, B2) abgreifbar sind, wobei eine Steuereinrichtung (8) zur Ansteuerung der ersten Bildverarbeitungsstufe (1), der zweiten Bildverarbteitungsstufe (2) und der Umschalteinrichtung (7) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die in der ersten Bildverarbeitungsstufe (1) vorgesehenen Digital-Analog-Umsetzstufe (7) mindestens ein variables Referenzsignal zur Ausgangsamplitudeneinstellung der ersten analogen Bildsignale (R1, G1, B1) zuführbar ist und daß dieses Referenzsignal von der Steuereinrichtung (8) nach Maßgabe digitaler Steuersignale (b; b1, b2, b3, b4) einstellbar ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Digital-Analog-Umsetzstufe (7) eine Vielzahl von schaltbaren Stromquellen aufweist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Referenzsignal eine Referenzspannung (Vref) ist, die am Verbindungspunkt (P) eines zwischen Versorgungsklemmen (V₊, V₋) geschalteten Spannungsteilers (14, R8, R3) abgreifbar ist, wobei einem Zweig (R8, R3) des Spannungsteilers (14, R8, R3) n Widerstände (15) parallel schaltbar sind, deren Widerstandswerte Rn gleich R · 2n-1 gewählt sind und n eine ganze Zahl größer gleich 2 ist.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Referenzsignal so gewählt ist, daß die ersten analogen Bildsignale (R1, G1, B1) und zweiten Bildsignale (R2, G2, B2) an den Eingängen der Umschalteinrichtung (7) gleiche Amplituden aufweisen.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Fernbedienung (20) vorgesehen ist, über die die Steuersignale (b; b1, b2, b3, b4) der Steuereinrichtung (8) zur Amplitudeneinstellung der ersten analogen Bildsignale (R1, G1, B1) festlegbar sind.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Fernsehgerät.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mittel zum Generieren der ersten analogen Bildsignale (R1, B1, G1) zur Bildverkleinerung geeignet sind.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mittel zum Generieren der ersten analogen Bildsignale (R1, G1, B1) zum Empfang von Informationen in Form codierter Zeichen geeignet sind, die über einen Zeichengenerator in die ersten analogen Bildsignale (R1, G1, B1) umformbar sind.
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